水力学主要知识点

b)流速和力矢量的投影带正负号。（当投影分量与坐标方向一致为正，反之为负）
3
c)流出动量减去流入动量。 d)正确分析作用在水体上的力， 一般有重力、压力和边界作用力(作用在水体上的力通常有重力、压力和边界作用力) e)未知力的方向可以任意假设。（计算结果为正表示假设正确，否则假设方向与实际相 反） 通常动量方程需要与能量方程和连续方程联合求解。
1v12 2g

z2

p2 g


2
v
2 2
2g
hw
J= hw —水力坡度 ，表示单位长度流程上的水头损失。
l
能量方程是应用最广泛的方程，能量方程中的最后一项 hw 是单位重量液体从 1 断面流 到 2 断面的平均水头损失
（1） 能量方程应用条件： 恒定流，只有重力作用，不可压缩 渐变流断面，无流量和能量的出入
当需要求解水流与固体边界之间的作用力时，必须要用到动量方程，
3.恒定总流动量方程



F Q 2 2 1
∑Fx=ρQ（β2 v 2x-β1 v ） 1x
投影形式
∑Fy=ρQ（β2 v 2y -β1 v ） 1y
∑Fz=ρQ（β2 v 2z -β1 v ） 1z β—动量修正系数，一般取β=1.0
式中：∑Fx、∑Fy、∑Fz 是作用在控制体上所有外力沿各坐标轴分量的合力，V1i,V2i 是进口和出口断面上平均流速在各坐标轴上投影的分量。动量方程的应用条件与能量方程 相似，恒定流和计算断面应位于渐变流段。 动量方程应用注意事项：
a) 动量方程是矢量方程，要建立坐标系。（所建坐标系应使投影分量越多等于 0 为 好，这样可以简化计算过程。）
计算。 (二) 静水总压力的计算 1)平面壁静水总压力
（1） 图解法：大小：P=Ωb, Ω--静水压强分布图面积
（2） 方向：垂直并指向受压平面
作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。
静水压强分布图是根据静水压强与水深成正比关系绘制的，只要用比例线段分别画出
平面上两点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水压强分布图。
强乘以投影面面积。要求能够绘制水平分力 Px 的压强分布图，即曲面在铅垂面上投影平面 的静水压强分布图。
（2） 铅垂分力：Pz= gV
,V---压力体体积.
在求铅垂分力 Pz 时,要绘制压力体剖面图。压力体是由自由液面或其延长面,受压曲面
以及过曲面边缘的铅垂平面这三部分围成的体积。当压力体与受压面在曲面的同侧，
（2）解析法：大小：P=pcA,
pc—形心处压强
方向：垂直并指向受压平面
作用点 D：通常作用点位于对称轴上，在平面的几何中心之下。
求作用在曲面上的静水总压力 P，是分别求它们的水平分力 Px 和铅垂分力 Pz，然后再 合成总压力 P。
(2)曲面壁静水总压力
（1） 水平分力：Px=pcAx= g hcAx 水平分力就是曲面在铅垂面上投影平面的静水总压力，它等于该投影平面形心点的压
水力学的两个基本假设：
(二)连续介质和理想液体假设
1.连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量.
2．理想液体：忽略粘滞性的液体 （三）作用在液体上的两类作用力
第 1 章水静力学
水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。通过静水压强和静水总压力的计 算，可以求作用在建筑物上的静水荷载。 (一) 静水压强：
pv=│p│（当 p＜0 时 pv 存在）
相对压强:p= g h,可以是正值，也可以是负值。要求掌握绝对压强、相对压强和真空
度三者的概念和它们之间的转换关系。
1
计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面和曲面两类。
根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都可以用解析法进行
主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法.
1．静水压强的两个特性：
（1）静水压强的方向垂直且指向受压面
（2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关，
2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面.
(它是静水压强计算和测量的依据）
3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式）
其中
p=p0+ g h
或
z—位置水头，p/ g
z —压强水头
p g

c
（z+p/ g ）—测压管水头
请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。
4．压强的三种表示方法：绝对压强 p′，相对压强 p， 真空度 pv,
它们之间的关系为：p= p′-pa
（2）能量方程应用注意事项:
三选：选择统一基准面便于计算
选典型点计算测压管水头 :
p z
g
选计算断面使未知量尽可能少
（ 压强计算采用统一标准）
（3）能量方程的应用：
它经常与连续方程联解求 ：断面平均流速，管道压强，作用水头等。
文丘里流量计是利用能量方程确定管道流量的仪器。
毕托管则是利用能量方程确定明渠（水槽）流速的仪器。
那么铅垂分力的方向向下；当压力体与受压面在曲面的两侧，则铅垂分力的方向向上.
（3） 合力方向：α=arctg Pz
Px
第 2 章 液体运动的流束理论
（一）液体运动的基本概念
1. 流线的特点:反映液体运动趋势的图线
流线的性质:流线不能相交；流线不能转折
2 .流动的分类
非恒定流
均匀流
液流
恒定流
非均匀流
渐变流
急变流 在均匀流和渐变流过水断面上，压强分布满足： z p c
g
2
（二）液体运动基本方程
1.恒定总流连续方程
v 1A1= v A2 2 ,
v2 A1
Q=vA
利用连续方程，已知流量可v以1 求A断2 面平均流速，或者通过两断面间的几何关系求断面平
均流速。 2.恒定总流能量方程
z1
p1 g
第 3 章 流态与水头损失
水头损失以及与水头损失有关的液体的流态。 （一）水头损失的计算方法
水力学主要知识点
（水工专业）
（一）液体的主要物理性质
绪论
1．惯性与重力特性
2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因.
描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律 :
du
dy 注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动
3．可压缩性。 在研究水击时需要考虑
4．表面张力特性。 进行模型试验时百度文库要考虑